biomembrana y transporte
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Ciencias Fisiol☻gicas
Biomembranas
Biomembranas
La Célula:
Unidad estructural y funcional de todo ser vivo.
El hombre está constituído por 100 billones de
células.
Estructural: importa la membrana
Separa dos compartimentos:
a) Intracelular
b) Extracelular: Intravascular
Intersticial
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Organismo humano
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La célula
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Para el desarrollo y sobrevivencia celular se
necesita el Intercambio celular
Membrana
celular
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- Modelos de membrana plasmática propuestos
1. Ernest Overton(1895)
Observó que había una difusión de sustancias no polares a través de la membrana celular y por eso postulo que la célula estaba envuelta por una estructura lipídica.
2. Gorter y Grendel (1925)
Membrana formada por una bicapa lipídica
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- Modelos de membrana plasmática propuestos
3. James Danielli y Hugh Davson (1935)
Propusieron el modelo de “sándwich” donde
describían a la membrana como una bicapa lipídica
rodeada por sendas monocapas de proteínas
globulares.
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Membrana plasmática: modelo actual
Propuesto en 1972 por los científicos Jonathan Singer y Garth Nicolson(1972)
- Asevera que la membrana contiene diversas proteínas insertadas en una matriz de fosfolípidos
- Los fosfolípidos en la membrana forman una bicapa
- Las proteínas estructurales no cubren las porciones polares de la capa lipídica (pueden ser de dos tipos: integrales y periféricas)
- Así mismo contiene carbohidratos unidos entre si por núcleos proteínicos
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Características fisicoquímicas
1. Espesor de 7,5-10nm
2. Las proteínas, mucopolisacáridos y las cabezas polares de los fosfolípidos son hidrofílicos
3. La capa de lípidos es permeable solo a sustancias liposolubles e impermeable a sustancias hidrosolubles
4. Las proteínas integrales forman conductos o poros, a través de los cuales se difunden sustancias hidrosolubles
5. Los fosfolípidos y proteínas realizan movimientos laterales dentro de la membrana
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Características fisicoquímicas
6. Son aislantes eléctricos o bioeléctricos
7. Existen regiones de la membrana especializadas para el
transporte de sustancias, excitación iónica, metabolismo, etc.
8. La membrana es asimétrica
9. Composición química porcentual
Proteínas: 55%
Lípidos: 40%
Polisacáridos: %
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Lípidos de la membrana celular
Fosfolípidos: 60%
Colesterol: 25%
Otros lípidos: 15%
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Proteínas
- Poseen aa de carga eléctrica (polares)
- Se asocian con los extremos polares de los fosfolípidos
- Los aa no polares son hidrofóbicos
- 5 tipos de proteínas
a. Estructurales
b. Proteínas que funcionan como bombas transportadoras
c. Proteínas que atraviesan las membranas como poros
d. Proteínas que funcionan como receptores
e. Proteínas que son enzimas
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Carbohidratos
Los polisacáridos se encuentran asociados las proteínas
formando glicoproteínas
Se asocian también a lípidos formando glucolípidos
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Funciones de la membrana plasmática
1. Individualidad celular
2. Comunicación intercelular
3. Intercambio bidireccional
4. Presenta receptores hormonales a fármacos y otras
sustancias
5. Resistor eléctrico
6. Participación en reacciones inmunológicas
7. Función enzimática
8. Movilidad celular
La estructura determina la función de la célula.
Pasaje de algo: Flujo
El flujo es bidireccional: intercambio de materia y
energía.
Materia: Iones y H2O (son hidroelectrolíticos)
Ion: Sustancia cargada.
El manejo iónico se expresa en mEq/Litro
El Na+ maneja el H2O extracelular
Las ¶ manejan el H2O intracelular
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Distribución de H2O
Representa el 60% del peso corporal total.
Intracelular: 40%
Intravascular: 5%
Extracelular: 20%
Intersticio: 15%
Distribución de Iones
Extracelular Intracelular
Na + 142 mEq/L 10 mEq/L
K + 4 mEq/L 140 mEq/L
Ca + 2,4 mEq/L 0,0001 mEq/L
Mg + 1,2 mEq/l 58 mEq/l
CL - 103 mEq/l 4 mEq/l
Biomembranas
Transporte a través de la
membrana celular.
Generalidades.
La membrana celular separa dos medios de
diferentes composición y contribuye a
mantener esa diferencia.
Flujo de desplazamiento: Cantidad de
sustancia que atraviesa una sección en la
unidad de tiempo.
Densidad de flujo: Flujo que atraviesa una
sección por unidad de área.
Tipo de transporte
Transporte pasivo:
a) Difusión Simple
b) Difusión Facilitada
Transporte Activo:
a) Transporte Primario
b) Transporte Secundario: Cotransporte
Contratransporte
Difusión Simple
Generalidades:
Pasaje de una sustancia desde una zona de
mayor concentración a otra de menor
concentración, sin gasto de energía.
El sistema pierde energía libre.
Se produce a través de la bicapa lipídica.
La Ley de Fick se aplica
cuando:
El medio en el que se moviliza es homogéneo
El coeficiente de difusión es constante
Propio de cada membrana.
Cuando dos o más sustancias quieren atravesar
la membrana, el flujo está determinado no sólo
por un gradiente de concentración sino
también por un campo eléctrico por lo tanto:
NO SE CUMPLE LA LEY DE FICK.
Factores que determinan la
permeabilidad.
Composición de la membrana.
Estructura de la membrana.
Espesor de la membrana.
Estructura que difunde.
Difusión facilitada.
Generalidades:
Pasaje de una sustancia desde una zona de
mayor concentración a una de menor
concentración realizado por proteínas
transportadoras o carriers.
Característica:
Cinética de saturación.
Difusión facilitada
Depende de:
– Saturación
– Competencia
– Acoplamiento
– Inhibir
Osmosis
Es el paso del agua de un lugar de menor
concentración de soluto a un lugar de mayor
concentración de soluto, a través de una
membrana semipermeable que deja pasar el
agua pero no el soluto
Presión osmótica
Es la presión suficiente o necesaria para
detener la osmosis y esto sucede cuando los
dos compartimientos están equilibrados.
Osmolaridad
– Es el numero de partículas osmóticamente
activas en 1 litro de solución
Plasmólisis y Hemolisis
Transporte Activo.
Transporte de una sustancia de una zona de
menor concentración a otra de mayor
concentración, con gasto de energía .
La energía puede provenir:
a) Procesos metabólicos.
b) Desplazamiento de otra especie a favor de su
gradiente de potencial electroquímico.
Transporte Activo Primario
Las proteínas que realizan este transporte conenzimas que aceleran la hidrólisis del ATP(ATP asas).
BOMBA NA+/K+ ATP asa.
Se encuentra en la membrana de todas lascélulas.
Transporta 3 Na+ al exterior y 2 K+ al interiorde la células generando una corriente eléctricaneta hacia fuera:
BOMBA ELECTROGÉNICA.
Transporte Activo Secundario.
a) Cotransporte (Simporte)
Mecanismo acoplado de dos sustancias en la
cual una sustancia se moviliza en contra de su
gradiente de potencial electroquímico, a
expensas de la energía suministrada por otra
especie que se desplaza en el mismo sentido a
favor de su gradiente.
b) Contratransporte (Antiporte)
Mecanismo acoplado de dos sustancias en lacual una sustancia se moviliza en contra de sugradiente de potencial electroquímico, aexpensas de la energía suministrada por otraespecie que se desplaza en sentido contrario,pero a favor de su gradiente.
Transporte Activo Secundario.
